JP6611533B2 - Expansion valve - Google Patents
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Description
本発明は、冷凍サイクルに用いられる感温機構内蔵型の膨張弁に係わり、特には、弁本体にパワーエレメントが取り付けられた膨張弁に関する。 The present invention relates to a temperature sensing mechanism built-in type expansion valve used in a refrigeration cycle, and more particularly to an expansion valve having a power element attached to a valve body.
従来、自動車に搭載される空調装置等に用いる冷凍サイクルについては、設置スペースや配管作業を省略するために、冷媒の通過量を温度に応じて調整する感温機構内蔵型の温度膨張弁が使用されている。このような膨張弁の弁本体は、高圧の冷媒が導入される入口ポートと入口ポートに連通する弁室とを有するとともに、弁本体の頂部には、パワーエレメントと称する弁部材の駆動機構が装備される。
弁室内に配設される球状の弁部材は、弁室に開口する弁孔の弁座に対向し、パワーエレメントにより駆動される弁棒により操作されて、弁座との間の絞り通路の開度を制御する。
また、弁孔を通った冷媒は、出口ポートから蒸発器側へ送られる。蒸発器から圧縮機側へ戻る冷媒は、弁本体に設けられた戻り通路を通過する。
Conventionally, for refrigeration cycles used in air conditioners installed in automobiles, a temperature expansion valve with a built-in temperature sensing mechanism that adjusts the refrigerant flow rate according to the temperature is used to save installation space and piping work. Has been. The valve body of such an expansion valve has an inlet port into which high-pressure refrigerant is introduced and a valve chamber communicating with the inlet port, and a valve member drive mechanism called a power element is provided on the top of the valve body. Is done.
A spherical valve member disposed in the valve chamber is opposed to the valve seat in the valve hole that opens to the valve chamber, and is operated by a valve rod driven by a power element to open a throttle passage between the valve seat and the valve seat. Control the degree.
Moreover, the refrigerant | coolant which passed the valve hole is sent to an evaporator side from an exit port. The refrigerant returning from the evaporator to the compressor side passes through a return passage provided in the valve body.
パワーエレメントは、圧力作動室を形成する上蓋部材と圧力を受けて弾性変形する薄板のダイアフラムと円盤状の受け部材で構成され、3つの部材を重ね合わせて円周部をTIG溶接手段などにより接合して形成される。
上蓋部材とダイアフラムで形成される圧力作動室には作動ガスが封入される。このとき、圧力作動室に作動ガスを封入するために、上蓋部材の頂部に穴を設け、この穴から作動ガスを封入した後に鋼球等で穴を塞ぎプロジェクション溶接手段などによって圧力作動室を封止する。
The power element is composed of an upper lid member that forms a pressure working chamber, a thin diaphragm that is elastically deformed under pressure, and a disk-shaped receiving member. The three members are overlapped and the circumference is joined by TIG welding means, etc. Formed.
A working gas is enclosed in a pressure working chamber formed by the upper lid member and the diaphragm. At this time, in order to enclose the working gas in the pressure working chamber, a hole is provided in the top of the upper lid member, and after filling the working gas from this hole, the hole is closed with a steel ball or the like, and the pressure working chamber is sealed by projection welding means or the like. Stop.
上記のような従来の感温機構内蔵型の温度膨張弁として、膨張弁の弁本体の頂部に形成された開口部とパワーエレメントの底部とにそれぞれ雄ねじと雌ねじを形成し、これらをねじ締めして固定したもの(例えば、特許文献1参照)、あるいは弁本体の頂部に設けられた円筒部内にパワーエレメントを挿入し、該円筒部の上端をカシメ加工して形成されるカシメ部で固定することにより、パワーエレメントの小型化を図ったものが知られている(例えば、特許文献2参照)。 As a conventional temperature expansion valve with a built-in temperature sensing mechanism as described above, a male screw and a female screw are formed on the opening formed at the top of the valve body of the expansion valve and the bottom of the power element, respectively, and these are tightened. A power element is inserted into a cylindrical part provided at the top of the valve body (for example, see Patent Document 1), and the upper end of the cylindrical part is fixed by a caulking part formed by caulking. Thus, a device in which the power element is reduced in size is known (for example, see Patent Document 2).
特許文献1又は2に記載されている膨張弁において、パワーエレメントの下部ハウジングあるいは受け部材は、膨張弁の弁本体の頂部と接触している。
ここで、弁本体の内部に形成された戻り通路には低温の冷媒が流通しているため、弁本体は低温の状態にあるのに対して、パワーエレメントの上部ハウジングあるいは上蓋部材は大気に接触しているため、弁本体に比べて温度の高い状態となる。
In the expansion valve described in Patent Document 1 or 2, the lower housing or the receiving member of the power element is in contact with the top of the valve body of the expansion valve.
Here, since the low-temperature refrigerant flows through the return passage formed inside the valve body, the valve body is in a low-temperature state, whereas the upper housing or upper cover member of the power element is in contact with the atmosphere. Therefore, the temperature is higher than that of the valve body.
すると、弁本体の頂部とパワーエレメントの下部ハウジングあるいは受け部材との間の接触面において、弁本体からパワーエレメントに向けた熱伝達が生じる。
これにより、パワーエレメントの圧力作動室の内部に封入された作動ガスが過剰に冷却されてしまうと、弁本体の戻り通路を流通する冷媒の変動に対して、パワーエレメントの応答が通常より早くなることがある。
このようなパワーエレメントの応答性が早くなると、弁本体が周期的な開閉を繰り返すハンチングが生じてしまう。
Then, heat transfer from the valve body toward the power element occurs at the contact surface between the top of the valve body and the lower housing or receiving member of the power element.
As a result, if the working gas sealed in the pressure working chamber of the power element is excessively cooled, the response of the power element becomes faster than usual with respect to fluctuations in the refrigerant flowing through the return passage of the valve body. Sometimes.
When the responsiveness of such a power element is accelerated, hunting in which the valve body repeats opening and closing periodically occurs.
そこで本発明の目的は、パワーエレメントを弁本体の頂部に固定する際に、弁本体からパワーエレメントへの熱伝達を制限することにより、ハンチングの発生を抑制した膨張弁を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to provide an expansion valve that suppresses the occurrence of hunting by restricting heat transfer from the valve body to the power element when the power element is fixed to the top of the valve body.
上記目的を達成するために、本発明による膨張弁は、上蓋部材と、受け部材と、前記上蓋部材及び前記受け部材の間に挟まれるダイアフラムと、を含むパワーエレメントと、入口ポートと、前記入口ポートに連通する弁室と、前記弁室に連通する弁孔と、前記弁孔に連通する出口ポートと、前記弁孔の前記弁室側の開口部に形成された弁座と、パワーエレメント取付部と、を含む弁本体と、前記弁座に接触配置される弁部材と、前記パワーエレメントに取り付けられて前記弁部材を駆動する弁棒と、を備え、前記受け部材が前記パワーエレメント取付部に取り付けられており、前記パワーエレメント取付部は、前記弁本体の一部或いは前記弁本体とは別体の部材により構成され前記パワ−エレメントと当接する構造体を含むと共に、前記パワーエレメント取付部の少なくとも一部は、低熱伝達構造として構成され、前記低熱伝達構造は、前記弁本体とは別体の部材としての円環状のスペーサであり、前記受け部材に対向する側の面に、前記円環状のスペーサの中心側に向けて徐々に厚さが小さくなる形状を備え、前記円環状のスペーサは、前記受け部材に対向する側の面に、複数の切欠部が形成されていることを特徴とする。 To achieve the above object, an expansion valve according to the present invention includes a power element including an upper lid member, a receiving member, and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member, an inlet port, and the inlet. A valve chamber communicating with the port; a valve hole communicating with the valve chamber; an outlet port communicating with the valve hole; a valve seat formed at an opening of the valve hole on the valve chamber side; and a power element mounting A valve main body including a valve member, a valve member disposed in contact with the valve seat, and a valve rod that is attached to the power element and drives the valve member, wherein the receiving member is the power element mounting portion. The power element mounting portion includes a structure that is constituted by a part of the valve main body or a member separate from the valve main body and abuts against the power element. At least a portion of the element attaching portion is configured as a low heat transfer structure, the low heat transfer structure, and said valve body are annular spacer as a separate member, the surface on the side facing the receiving member The annular spacer has a shape that gradually decreases in thickness toward the center side of the annular spacer, and the annular spacer has a plurality of notches formed on a surface facing the receiving member. and said that you are.
ここで、「低熱伝達構造」とは、膨張弁における弁本体及びパワーエレメントを構成する材料より熱伝導率が低い材料から形成される構造を意味する。
例えば、弁本体やパワーエレメントは通常金属材料で構成されるため、「熱伝導率が低い材料」としては、金属より熱伝導率の低い、樹脂材料や一部のセラミック材料、あるいは熱伝達率が低い空気等が含まれる。
Here, the “low heat transfer structure” means a structure formed of a material having a lower thermal conductivity than the material constituting the valve body and the power element in the expansion valve.
For example, since the valve body and power element are usually made of a metal material, “materials with low thermal conductivity” have a lower thermal conductivity than metal, such as resin materials, some ceramic materials, or heat transfer coefficients. Low air etc. are included.
本発明による膨張弁の一実施例において、前記低熱伝達構造は、前記構造体の形状により構成される、前記パワーエレメント取付部の円周方向の少なくとも一部に形成された凹部である。
このとき、前記凹部は、前記パワーエレメント取付部の円周方向の全周にわたって形成されている。
また、前記パワーエレメントの外周面を囲繞するように、外装部材がさらに配置されていてもよい。
In an embodiment of the expansion valve according to the present invention, the low heat transfer structure is a recess formed in at least a part of the power element mounting portion in the circumferential direction , which is configured by the shape of the structure .
At this time, the said recessed part is formed over the perimeter of the circumferential direction of the said power element attaching part.
An exterior member may be further arranged so as to surround the outer peripheral surface of the power element.
さらに、前記円環状のスペーサは、断熱材料、特に硬質ゴムで形成されてもよい。 Further , the annular spacer may be formed of a heat insulating material, particularly hard rubber.
本発明の膨張弁によれば、パワーエレメントと弁本体との間の熱伝達を制限することにより、ハンチングの発生を抑制した膨張弁を提供することができる。
また、パワーエレメント取付部に空隙を形成する、あるいはスペーサの材料や形状を適宜選択することにより、膨張弁の軽量化を図ることもできる。
According to the expansion valve of the present invention, it is possible to provide an expansion valve that suppresses the occurrence of hunting by restricting heat transfer between the power element and the valve body.
In addition, it is possible to reduce the weight of the expansion valve by forming a gap in the power element mounting portion or by appropriately selecting the material and shape of the spacer.
<第1実施例>
図1は、本発明の第1実施例による膨張弁を示す縦断面図(a)と右側面図(b)である。
図1(a)に示すように、膨張弁10は、弁本体11の頂部に円筒部12及びカシメ部12aを用いてパワーエレメント100が固定されている。
<First embodiment>
FIG. 1 is a longitudinal sectional view (a) and a right side view (b) showing an expansion valve according to a first embodiment of the present invention.
As shown to Fig.1 (a), the
膨張弁10の弁本体11は、例えばアルミ合金製であって、図1(a)のX方向を押出方向として、アルミ合金等を押出成形し、これに機械加工を施すことによって得ることができる。
弁本体11は、パワーエレメント100を固定する円筒部12と、高圧の冷媒が導入される入口ポート20と、冷媒の出口ポート28と、冷媒の戻り通路30と、弁本体11を図1(a)のX方向に貫通する2つの貫通穴70(図1(b)参照)と、弁本体11を他の部品に取り付けるための取付穴(あるいは取付用雌ねじ)80と、を有する。
The
The
弁本体11の下部には、下端部に開口する雌ねじ穴11aが形成されており、当該雌ねじ穴11aの開口部分をプラグ50で封鎖することにより弁室24が形成されている。
また、弁室24には、側方から小径穴20aを介して入口ポート20が連通している。
A
Further, the
弁本体11における弁室24の上方には、出口ポート28が形成されている。この出口ポート28は、弁孔26を介して弁室24の上端部に連通している。
また、弁孔26の弁室24側には、弁座25が形成されている。そして、弁室24内には、弁座25に対向する球状の弁部材40と、当該弁部材40を支持する支持部材42と、支持部材42をさらに支持するコイルスプリング44とが収容されている。
An
A
支持部材42は、弁部材40を支持するための円錐状のくぼみを備えた上面42aと側面に突出するフランジ部42bとを備えており、当該フランジ部42bの下面がコイルスプリング44の一端を受ける構造となっている。
コイルスプリング44は、支持部材42に設けられたフランジ部42bの下面とプラグ50に形成された凹部52との間に弾発的に収容されており、これによって、弁部材40は支持部材42を介して弁座25に向けて付勢されている。
The
The
プラグ50は、弁本体11の下端部に開口する雌ねじ穴11aに螺合する態様で取り付けられ、上記凹部52と対向する面に形成されている六角穴53に工具を差し込んで回転させることにより、ねじ込み量を調整することができる。
このプラグ50のねじ込み量を調整することにより、弁部材40を支持するコイルスプリング44のばね力を調整することができる。
また、プラグ50の外周部にはシール部材54が設けられ、これによって弁室24がシールされている。
The
By adjusting the screwing amount of the
Further, a
弁本体11における出口ポート28のさらに上方には、戻り通路30が、弁本体11を図1(a)におけるX方向に貫通するように形成されている。
本発明の膨張弁10を流通する冷媒は、入口ポート20から流入し、弁孔26を通過し、出口ポート28から送り出された後、蒸発器(図示せず)へ送られ、その後冷媒は蒸発器から圧縮機(図示せず)へ戻る。
そして、蒸発器から圧縮機に戻る冷媒は、図1(a)において戻り通路30の左側から入って右側に抜けるように通過する。
A
The refrigerant flowing through the
Then, the refrigerant returning from the evaporator to the compressor passes from the left side of the
弁本体11の頂部には、パワーエレメント100が円筒部12及びカシメ部12aを用いて固定されている。
一方、円筒部12の中央部には戻り通路30に至る連通穴31が形成されている。ここで、円筒部12の中心軸の方向は押出成形によって加工された弁本体11の押出方向(X方向)と直交する方向(Y方向)となっている。
A
On the other hand, a
パワーエレメント100は、例えばステンレス鋼等で形成された上蓋部材110及び中央部に貫通口を備えた受け部材120と、これら上蓋部材110と受け部材120との間に挟み込まれるダイアフラム130と、ストッパ部材140と、から構成されている。
そして、上蓋部材110、ダイアフラム130及び受け部材120を重ね合わせた端部を周溶接することにより、これらは一体化されている。
上蓋部材110とダイアフラム130との間には、圧力作動室112が形成され、この圧力作動室112内に作動ガスが封入された後、封止栓114で封止される。
The
And the end part which piled up the
A
出口ポート28と戻り通路30との間には、通し穴29が形成されている。そして、弁孔26と通し穴29と連通穴31とは、それぞれ中心が同一直線上になるように配置されている。
また、これら弁孔26、通し穴29及び連通穴31のそれぞれに挿通される態様で弁棒60が設けられている。
A through
Further, a
パワーエレメント100の受け部材120は、その外周近傍において、弁本体11の円筒部12の内側に形成されたパワーエレメント取付部160に、Oリング等のシール部材64を介して当接している。
一方、弁棒60の上端は、パワーエレメント100のストッパ部材140の下面の受け部142に当接し、その下端は、弁部材40と接触するように配置される。
このような配置とすることにより、図1に示す膨張弁1は、パワーエレメント100の圧力作動室112における内圧の変動に応じて変形したダイアフラム130の動きを受け、ストッパ部材140が上下動し、当該ストッパ部材140の移動が弁棒60を介して弁部材40に伝達され、膨張弁としての役割を果たすことができる。
The receiving
On the other hand, the upper end of the
With such an arrangement, the expansion valve 1 shown in FIG. 1 receives the movement of the
図2は、本発明の第1実施例による膨張弁の頂部におけるパワーエレメントの取付構造の概要を示す図であって、図2(a)はパワーエレメントを取り付ける前の円筒部及びパワーエレメント取付部の要部を示す拡大斜視図であり、図2(b)はパワーエレメントを取り付けたときの取付構造を示す部分断面図である。
図2(a)に示すように、本発明の第1実施例による膨張弁10の弁本体11の頂部には、戻り通路30に連通する連通穴31と、連通穴31と同一中心を有する円筒部12と、円筒部12の内側の底部近傍に形成されたパワーエレメント取付部160と、が形成されている。
FIG. 2 is a diagram showing an outline of the power element mounting structure at the top of the expansion valve according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 (a) is a cylindrical portion and a power element mounting portion before the power element is mounted. FIG. 2B is a partial cross-sectional view showing an attachment structure when the power element is attached.
2A, at the top of the
第1実施例において、パワーエレメント取付部160は、互いに同一高さとなる上面161を備えた複数の凸部として形成され、これら複数のパワーエレメント取付部160の間には、空隙170がそれぞれ形成されている。
そして、図2(b)に示すように、パワーエレメント100は、ストッパ部材140に弁棒60を挿入した状態で、連通穴31に上記ストッパ部材140が進入するように、弁本体11の円筒部12内に嵌め込まれる。
In the first embodiment, the power
2 (b), the
このとき、受け部材120が、パワーエレメント取付部160の上面161に当接することにより、パワーエレメント100が弁本体11に対してY方向(図1参照)に位置決めされる。
そして、円筒部12をカシメ加工してカシメ部12aを形成することにより、パワーエレメント100を弁本体11に固定する。
また、弁本体11とパワーエレメント100の受け部材120との間にシール部材64を介在させることにより、当該シール部材64の内側を封止している。
At this time, the receiving
Then, the
Further, the
このような取付構造により、本発明の第1実施例による膨張弁は、パワーエレメント100の受け部材120が、中間に空隙170を備えたパワーエレメント取付部160を介して弁本体11と接触するため、パワーエレメント取付部160の上面161と受け部材120との接触面で熱伝達は生じるものの、空隙170が形成された部分では熱伝達は生じない。
したがって、従来の膨張弁におけるパワーエレメントの取付構造に比べて、パワーエレメント100と弁本体11との間の熱伝達を生じる接触面の面積が減少するため、パワーエレメント100の圧力作動室112内の作動ガスが過剰に冷却されることを抑制することができ、結果として、弁本体11とパワーエレメント100との間でのハンチングの発生を抑制することができる。
With such an attachment structure, the expansion valve according to the first embodiment of the present invention is such that the receiving
Accordingly, the area of the contact surface that generates heat transfer between the
また、図2(a)に示すように、パワーエレメント取付部160は、円筒部12の中心に向けて徐々に厚さ(高さ)が小さくなる傾斜面162を形成してもよい。
このような形状を採用することにより、パワーエレメント取付部160と受け部材120との接触面積がさらに小さくなるため、熱伝達の抑制効果を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 2A, the power
By adopting such a shape, the contact area between the power
<第2実施例>
図3は、本発明の第2実施例による膨張弁におけるパワーエレメントの取付構造の概要を示す図であって、図3(a)はパワーエレメントを取り付ける前の円筒部及びパワーエレメント取付部の要部を示す拡大斜視図であり、図3(b)はパワーエレメントを取り付けたときの取付構造を示す部分断面図である。
なお、第2実施例において、膨張弁10の弁本体11及びパワーエレメント100の構成のうち、その機能や配置等が第1実施例(図1)で示したものと共通するものについては同一の符号を付して示す。また、発明の要部を除く部分については、再度の説明を省略する。
<Second embodiment>
FIG. 3 is a diagram showing an outline of the power element mounting structure in the expansion valve according to the second embodiment of the present invention. FIG. 3 (a) shows the essential parts of the cylindrical portion and the power element mounting portion before the power element is mounted. FIG. 3B is a partial cross-sectional view showing an attachment structure when the power element is attached.
In the second embodiment, among the configurations of the
第2実施例において、パワーエレメント取付部260は、パワーエレメント100を支持する上面261を備えた環状の凸部として、弁本体11の頂部に形成される。すなわち、パワーエレメント取付部260は、円筒部12の内側に上面261からなる段部を形成している。
そして、図3(b)に示すように、パワーエレメント100は、ストッパ部材140に弁棒60を挿入した状態で、連通穴31に上記ストッパ部材140が進入するように、弁本体11の円筒部12内に嵌め込まれる。
In the second embodiment, the power
As shown in FIG. 3B, the
このとき、受け部材120が、パワーエレメント取付部260の上面261に当接することにより、パワーエレメント100が弁本体11に対してY方向(図1参照)に位置決めされる。
そして、円筒部12をカシメ加工してカシメ部12aを形成することにより、パワーエレメント100を弁本体11に固定する。
一方、環状のパワーエレメント取付部260とシール部材64との間には、当該シール部材64の周囲を囲繞する空隙270が形成される。
At this time, the receiving
Then, the
On the other hand, a
このような取付構造により、本発明の第1実施例の変形例による膨張弁は、受け部材120の弁本体11と対向する面側に円周方向に連続した空隙270を形成することにより、受け部材120とパワーエレメント取付部260との接触面積を低減している。
これにより、パワーエレメント取付部260の上面261と受け部材120との接触面で熱伝達は生じるものの、受け部材120の下面で円周方向に連続した空隙270が形成された部分では熱伝達は生じない。
したがって、従来の膨張弁におけるパワーエレメントの取付構造に比べて、パワーエレメント100の圧力作動室112内の作動ガスが過剰に冷却されることを抑制し、弁本体11とパワーエレメント100との間でのハンチングの発生を抑制することができる。
With such an attachment structure, the expansion valve according to the modified example of the first embodiment of the present invention forms a
As a result, heat transfer occurs at the contact surface between the
Therefore, compared with the mounting structure of the power element in the conventional expansion valve, the working gas in the
なお、第2実施例において、パワーエレメント取付部260の上面261の幅は、図3(b)に示すパワーエレメント100をカシメ部12aで固定した状態で、当該カシメ部12aとの間でパワーエレメント100の外周を挟持できる程度の幅であればよい。当該上面の幅をできるだけ小さくすれば、弁本体11の軽量化にも寄与することができる。
また、環状のパワーエレメント取付部260を採用することにより、図2に示す第1実施例の場合に比べて、複数のパワーエレメント取付部260の間に複数の空隙270を形成する必要がなく、加工も容易となる。
In the second embodiment, the width of the
Further, by adopting the annular power
<第3実施例>
図4は、本発明の第3実施例による膨張弁の頂部におけるパワーエレメントの取付構造の概要を示す図であって、図4(a)はパワーエレメントを取り付けたときの取付構造を示す部分断面図であり、図4(b)は図4(a)に示すスペーサの概要を示す斜視図である。
なお、第3実施例においても、膨張弁10の弁本体11及びパワーエレメント100の構成のうち、その機能や配置等が第1実施例(図1)で示したものと共通するものについては同一の符号を付して示す。また、発明の要部を除く部分については、再度の説明を省略する。
<Third embodiment>
FIG. 4 is a diagram showing an outline of a power element mounting structure at the top of an expansion valve according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 4 (a) is a partial cross section showing the mounting structure when the power element is mounted. FIG. 4B is a perspective view showing an outline of the spacer shown in FIG.
In the third embodiment as well, the configuration of the
図4(a)に示すように、本発明の第3実施例による膨張弁10の弁本体11の頂部にも、第1実施例及び第2実施例の場合と同様に、戻り通路30に連通する連通穴31と、連通穴31と同一中心を有する円筒部12と、が形成されている。
そして、第3実施例においては、パワーエレメント100の外周面に接する外装部材360を配置することにより、弁本体11にパワーエレメント100を取り付けるパワーエレメント取付部として、受け部材120の下面の全周に空隙370が形成される。
As shown in FIG. 4 (a), the top of the
And in 3rd Example, by arrange | positioning the
外装部材360は、図4(b)に示すように、上面361と、パワーエレメント100の外径とほぼ同一の内径を有する内側面362と、弁本体11の円筒部12の内径とほぼ同一の外径を有する外側面363と、を備えた環状の部材として形成される。
また、外装部材360は、例えば硬質の樹脂材料やセラミック材料等で形成されており、円筒部12にカシメ部12aを形成する際に、上面361と外側面363との間の角部361aを起点に円筒部12を曲げ加工(カシメ加工)できる程度の剛性(変形抵抗)を備えている。
As shown in FIG. 4B, the
Further, the
第3実施例による膨張弁10において、弁本体11にパワーエレメント100を取り付けるには、図4(a)に示すように、まずパワーエレメント100の外周面に外装部材360が配置された状態で、パワーエレメント100がシール部材64を介して弁本体11の円筒部12内に嵌め込まれる。
このとき、受け部材120が、シール部材64に当接することにより、パワーエレメント100が弁本体11に対してY方向(図1参照)に位置決めされる。
In the
At this time, the receiving
続いて、円筒部12をカシメ加工してカシメ部12aを形成することにより、パワーエレメント100を弁本体11に固定する。
このとき、スペーサ外装部材の高さは、カシメ部12aの形成後にパワーエレメント100の受け部材120がシール部材64を押圧して、当該シール部材64の内側を密封できる程度に、パワーエレメント100の上蓋部材110が位置するような寸法に設定されている。
Subsequently, the
At this time, the height of the spacer exterior member is such that the receiving
このような取付構造により、本発明の第3実施例による膨張弁は、パワーエレメント100の外周部には外装部材360が配置され、受け部材120と弁本体11との間にはシール部材64を囲繞する空隙370が、受け部材120の下面の全周にわたって形成される。
このため、パワーエレメント100と弁本体11との間はカシメ部12a以外では非接触となり直接の熱伝達が生じることがなく、両者の間の断熱性をより高めることができる。
With such an attachment structure, in the expansion valve according to the third embodiment of the present invention, the
For this reason, the
<第4実施例>
図5は、本発明の第4実施例による膨張弁の頂部におけるパワーエレメントの取付構造の概要を示す図であって、図5(a)はパワーエレメントを取り付けたときの取付構造を示す部分断面図であり、図5(b)は図5(a)に示すスペーサの概要を示す斜視図である。
なお、第4実施例においても、膨張弁10の弁本体11及びパワーエレメント100の構成のうち、その機能や配置等が第1実施例(図1)で示したものと共通するものについては同一の符号を付して示す。また、発明の要部を除く部分については、再度の説明を省略する。
<Fourth embodiment>
FIG. 5 is a view showing an outline of a power element mounting structure at the top of an expansion valve according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 5 (a) is a partial cross section showing the mounting structure when the power element is mounted. FIG. 5B is a perspective view showing an outline of the spacer shown in FIG.
Also in the fourth embodiment, the configuration of the valve
図5(a)に示すように、本発明の第4実施例による膨張弁10の弁本体11の頂部には、戻り通路30に連通する連通穴31と、連通穴31と同一中心を有する円筒部12と、が形成されている。
そして、第4実施例においては、弁本体11にパワーエレメント100を取り付けるパワーエレメント取付部として、硬質の樹脂材料等で例示されるような、弁本体11又はパワーエレメント100を構成する材料よりも熱伝導率の小さい材料からなるスペーサ460が、円筒部12の内周面に接する態様で配置されている。
As shown in FIG. 5A, a
In the fourth embodiment, the power element attachment portion for attaching the
スペーサ460は、図5(b)に示すように、パワーエレメント100の受け部材120を支持する上面461と、該上面461から中心に向けて徐々に厚さ(高さ)が小さくなる傾斜面462と、該傾斜面462の端部を規定する内側面463と、を備えた環状の部材として形成される。
また、スペーサ460の外径は、弁本体11の円筒部12の内径とほぼ同一となるように設定される。
As shown in FIG. 5B, the
Further, the outer diameter of the
第4実施例による膨張弁10において、弁本体11にパワーエレメント100を取り付けるには、図5(a)に示すように、まずパワーエレメント100が、スペーサ460及びシール部材64を介して弁本体11の円筒部12内に嵌め込まれる。
このとき、受け部材120が、スペーサ460の上面461に当接することにより、パワーエレメント100が弁本体11に対してY方向(図1参照)に位置決めされる。
In the
At this time, the receiving
続いて、円筒部12をカシメ加工してカシメ部12aを形成することにより、パワーエレメント100を弁本体11に固定する。
このとき、スペーサ460の内側面463は、シール部材64の外周と当接することにより、カシメ部12aを形成する際にパワーエレメント100に押圧力が負荷された場合であっても、シール部材64が径方向にずれるのを抑制する。
Subsequently, the
At this time, the
このような取付構造により、本発明の第4実施例による膨張弁は、パワーエレメント100の受け部材120が、パワーエレメント取付部として機能するスペーサ460を介して弁本体11に取り付けられるため、受け部材120の下面と弁本体11との間は非接触となり直接の熱伝達が生じない。
したがって、従来の膨張弁におけるパワーエレメントの取付構造に対して、パワーエレメント100の圧力作動室112内の作動ガスが過剰に冷却されることを抑制することができ、結果として、弁本体11とパワーエレメント100との間でのハンチングの発生を抑制することができる。
With such an attachment structure, the expansion valve according to the fourth embodiment of the present invention has the receiving
Therefore, it is possible to prevent the working gas in the
また、第4実施例において、図5(b)に示すスペーサ460は、硬質の樹脂材料に代えて、断熱性を有する樹脂材料あるいはセラミック材料等を適用してもよい。
このような材料を適用すれば、弁本体11とパワーエレメント100との間に熱伝達をほぼ遮断することができるため、両者の間の断熱性を高めることができる。
In the fourth embodiment, a
If such a material is applied, heat transfer can be substantially interrupted between the
図6は、本発明の第4実施例による膨張弁の第1の変形例に適用されるスペーサの概要を示す斜視図である。
第4実施例の第1の変形例において、スペーサ460は、図6に示すように、互いに同一高さを有する複数の上面461と、該上面461から中心に向けて徐々に厚さ(高さ)が小さくなる複数の傾斜面462と、該傾斜面462の端部を規定する内側面463と、上記複数の上面461及び傾斜面462に形成された複数の凹部470と、を備えた環状の部材として形成される。
また、スペーサ460の外径は、弁本体11の円筒部12の内径とほぼ同一となるように設定される。
FIG. 6 is a perspective view showing an outline of a spacer applied to a first modification of the expansion valve according to the fourth embodiment of the present invention.
In the first modification of the fourth embodiment, as shown in FIG. 6, the
Further, the outer diameter of the
このような形状のスペーサ460を用いることにより、スペーサ460とパワーエレメント100の受け部材120との直接的な接触面積を低減する、すなわちスペーサ460と受け部材120との間に空隙(空気層)を設けることができるため、弁本体11とパワーエレメント100との間の断熱性をより高めることができる。
また、スペーサ460に凹部470を形成することにより、スペーサ460が軽量化されるため、当該スペーサ460を適用した膨張弁10全体の軽量化を図ることもできる。
By using the
Moreover, since the
図7は、本発明の第4実施例による膨張弁の第2の変形例におけるパワーエレメントの取付構造の概要を示す部分断面図である。
第4実施例の第2の変形例において、弁本体11にパワーエレメント100を取り付けるパワーエレメント取付部として、硬質ゴム等の弾性材料からなるスペーサ460が、円筒部12の内周面に接する態様で配置されている。
このとき、スペーサ460は、図5(b)や図6に示す形状を備えた環状の部材として形成される。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view showing an outline of a power element mounting structure in a second modification of the expansion valve according to the fourth embodiment of the present invention.
In the second modification of the fourth embodiment, a
At this time, the
そして、弁本体11にパワーエレメント100を取り付ける際に、図7に示すように、パワーエレメント100を、スペーサ460を介して弁本体11の円筒部12内に嵌め込む。
続いて、円筒部12をカシメ加工してカシメ部12aを形成することにより、パワーエレメント100を弁本体11に固定する。
Then, when the
Subsequently, the
このとき、スペーサ460が弾性材料で形成されているため、受け部材120が、スペーサ460の上面461に当接することにより、パワーエレメント100が弁本体11に対してY方向(図1参照)に位置決めされる。
また、パワーエレメント100をカシメ部12aで固定するカシメ加工を行う際に、パワーエレメント100の上蓋部材110の外周部に負荷された加圧力が、受け部材120を介してスペーサ460の上面461にも負荷されるため、スペーサ460が弾性変形して受け部材120の下面の接触部における密着性を高める。
At this time, since the
Further, when the crimping process for fixing the
このような材質のスペーサ460を用いることにより、スペーサ460とパワーエレメント100の受け部材120との直接的な接触面積を低減して熱伝達を抑制するとともに、スペーサ460と受け部材120との下面の接触部の密着性を高めてシールする機能を果たすことができるため、結果として、シール部材を省略することができる。
また、スペーサ460の材質を適宜選択してシール部材を省略することができるため、部品コストを低減するとともに、パワーエレメントの取付作業における位置決め工数を減らして作業効率及び作業精度を向上させることもできる。
By using the
Moreover, since the seal member can be omitted by appropriately selecting the material of the
<第5実施例>
本発明による膨張弁は、第1〜第4実施例に示した構造のもの以外にも、パワーエレメントの構造あるいはその取付構造が異なる形式のものに対しても採用できる。
以下に、図8及び図9を用いて、本発明の第5実施例による膨張弁の具体例を説明する。なお、第5実施例において、膨張弁10の弁本体11等の構成のうち、その機能や配置等が第1実施例(図1)で示したものと共通するものについては同一の符号を付して示す。また、発明の要部を除く部分については、再度の説明を省略する。
<Fifth embodiment>
The expansion valve according to the present invention can be adopted not only for the structure shown in the first to fourth embodiments but also for a type having a different power element structure or a different mounting structure.
A specific example of the expansion valve according to the fifth embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. Note that, in the fifth embodiment, among the configurations of the valve
図8は、本発明の第5実施例による第1の形式のパワーエレメントを適用した膨張弁を示す縦断面図(a)と右側面図(b)である。
第1の形式のパワーエレメント500は、本明細書において特許文献2として引用した公報に記載されたものと同タイプのものであって、例えばステンレス鋼等で形成された上蓋部材510及び中央部に貫通口を備えた受け部材520と、これら上蓋部材510と受け部材520との間に挟み込まれるダイアフラム530と、ストッパ部材540と、から構成されている。
FIG. 8 is a longitudinal sectional view (a) and a right side view (b) showing an expansion valve to which a power element of the first type according to a fifth embodiment of the present invention is applied.
The
上蓋部材510、ダイアフラム530及び受け部材520を重ね合わせた端部を周溶接することによりこれらは一体化され、ストッパ部材540は別体で構成されている。
そして、上蓋部材510とダイアフラム530との間には、圧力作動室512が形成され、この圧力作動室512内に作動ガスが封入された後、封止栓514で封止される。
The end portions where the
A
図8に示すように、膨張弁10の弁本体11の頂部には、戻り通路30に連通する連通穴31と、連通穴31と同一中心を有する円筒部12と、が形成されている。
そして、パワーエレメント500は、まず受け部542に弁棒60を挿入した状態で連通穴31にストッパ部材540が嵌め込まれ、その上面にダイアフラム530が接するように弁本体11と受け部材520との間にシール部材64及びスペーサ660を挟み込む態様で、円筒部12内に配置される。
As shown in FIG. 8, a
In the
このとき、受け部材520が、スペーサ660の上面661に当接することにより、パワーエレメント500が弁本体11に対してY方向(図1参照)に位置決めされる。
そして、パワーエレメント500は、円筒部12をカシメ加工してカシメ部12aを形成することにより、弁本体11に固定される。
また、弁本体11とパワーエレメント500の受け部材520との間にシール部材64を介在させることにより、当該シール部材64の内側を封止している。
At this time, the receiving
The
Further, the
このような取付構造により、第1の形式のパワーエレメントを適用した膨張弁は、パワーエレメント500の受け部材520が、パワーエレメント取付部として機能するスペーサ660を介して弁本体11に取り付けられるため、受け部材520と弁本体11との間は非接触となり直接の熱伝達が生じない。
したがって、従来の膨張弁におけるパワーエレメントの取付構造に対して、パワーエレメント500の圧力作動室512内の作動ガスが過剰に冷却されることを抑制することができ、結果として、弁本体11とパワーエレメント500との間でのハンチングの発生を抑制することができる。
なお、図8に示す膨張弁において、スペーサ660の形状は、図5(b)や図6に例示したものを採用できる。
With such an attachment structure, the expansion valve to which the power element of the first type is applied is such that the receiving
Therefore, it is possible to prevent the working gas in the
In the expansion valve shown in FIG. 8, the shape of the
また、図8に示した第1の形式のパワーエレメント500を用いることにより、ストッパ部材540が受け部材520と別体で構成されるため、ストッパ部材540の受け部542に弁棒60を取り付けて弁本体11の連通穴31に予め位置決めすることが可能となり、組み立て工程における位置決め動作を簡略化できる。
Further, since the
図9は、本発明の第5実施例による第2の形式のパワーエレメントを適用した膨張弁を示す縦断面図(a)と右側面図(b)である。
第2の形式のパワーエレメント700は、本明細書において特許文献1として引用した公報に記載されたものと同タイプのものであって、例えばステンレス鋼等で形成された上蓋部材710及び中央部に貫通口を備えた受け部材720と、これら上蓋部材710と受け部材720との間に挟み込まれるダイアフラム730と、ストッパ部材740と、から構成されている。
FIG. 9 is a longitudinal sectional view (a) and a right side view (b) showing an expansion valve to which a power element of the second type according to the fifth embodiment of the present invention is applied.
The
上蓋部材710、ダイアフラム730及び受け部材720を重ね合わせた端部を周溶接することにより、ストッパ部材740を内包する態様で、これらは一体化されている。
そして、上蓋部材710とダイアフラム730との間には、圧力作動室712が形成され、この圧力作動室712内に作動ガスが封入された後、封止栓714で封止される。
These are integrated in such a manner that the
A
図9に示すように、受け部材720の上記貫通口を構成する壁部の外面には雄ねじ部721が形成されており、膨張弁10の弁本体11の頂部には、戻り通路30に連通する連通穴31と、当該連通穴31の内周面の雌ねじ部32と、が形成されている。
そして、パワーエレメント700は、まずストッパ部材740の受け部742に弁棒60を挿入した状態で、弁本体11と受け部材720との間にシール部材64及びスペーサ860を挟み込むように、受け部材720の雄ねじ部721を弁本体11の雌ねじ部32にねじ込むことで取り付けられる。
As shown in FIG. 9, a male screw portion 721 is formed on the outer surface of the wall portion constituting the through hole of the receiving
In the
このとき、受け部材720が、スペーサ860の上面861に当接することにより、パワーエレメント700が弁本体11に対してY方向(図1参照)に位置決めされる。
また、弁本体11とパワーエレメント700の受け部材720との間にシール部材64を介在させることにより、当該シール部材64の内側を封止している。
At this time, the receiving
Further, the
このような取付構造により、第2の形式のパワーエレメントを適用した膨張弁は、パワーエレメント700の受け部材720が、パワーエレメント取付部として機能するスペーサ860を介して弁本体11に取り付けられるため、弁本体11の頂面と受け部材720の下面との間には直接の熱伝達が生じない。
したがって、従来の膨張弁におけるパワーエレメントの取付構造に対して、パワーエレメント700の圧力作動室712内の作動ガスが過剰に冷却されることを抑制することができ、結果として、弁本体11とパワーエレメント700との間でのハンチングの発生を抑制することができる。
なお、図9に示す膨張弁においても、スペーサ860の形状は、図5(b)や図6に例示したものを採用できる。
With such an attachment structure, the expansion valve to which the power element of the second type is applied is such that the receiving
Therefore, it is possible to prevent the working gas in the
In the expansion valve shown in FIG. 9 as well, the
また、図9に示した第2の形式のパワーエレメント700を用いることにより、受け部材720の雄ねじ部721を弁本体11の雌ねじ部32にねじ込む形で固定するため、パワーエレメント700と弁本体11の連通穴31との芯出し動作を省略することができる。
さらに、受け部材720のねじ込み量に応じて受け部材720のスペーサ860に対する接触圧力を大きくすることができるため、受け部材720とシール部材64との密封性も高めることができる。
Further, by using the
Furthermore, since the contact pressure of the receiving
以上、本発明による膨張弁について第1実施例から第5実施例に基づき説明したが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、種々の改変を施すことができる。
例えば、第1実施例及び第4実施例で示した空隙あるいは凹部の形状は、受け部材との接触面積を減らすことができるものであれば、当該空隙あるいは凹部の垂直断面の形状として、矩形もしくは円形等の任意の形状を採用することができる。
The expansion valve according to the present invention has been described based on the first to fifth embodiments. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made.
For example, the shape of the gap or recess shown in the first embodiment and the fourth embodiment can be rectangular or rectangular as the shape of the vertical cross section of the gap or recess as long as the contact area with the receiving member can be reduced. Arbitrary shapes, such as a circle, can be adopted.
また、第4実施例等で示したスペーサの材質として、硬質の樹脂材料、硬質ゴムあるいはセラミック材料等を例示したが、弁本体とパワーエレメントとの間の熱伝達を制限することができるものであれば、例えばグラスウール等の断熱繊維材料や発泡プラスチック材料等のシート材を適用してもよい。
すなわち、弁本体に形成されたパワーエレメント取付部における受け部材との接触面に上記断熱素材のシート材を積層するか、あるいは硬質のベース部材(金属材料も可能)の表面に上記断熱素材のシート材を積層することにより、パワーエレメントと弁本体との間の熱伝達を制限し、ハンチングの発生を抑制することができる。
その他にも、本発明の要旨を逸脱しない範囲で上記実施例に種々の改変を施すことも可能である。
Moreover, although the hard resin material, the hard rubber, the ceramic material, etc. were illustrated as a material of the spacer shown by 4th Example etc., the heat transfer between a valve main body and a power element can be restrict | limited. If present, for example, a heat insulating fiber material such as glass wool or a sheet material such as foamed plastic material may be applied.
That is, the sheet material of the heat insulating material is laminated on the contact surface with the receiving member in the power element mounting portion formed on the valve body, or the sheet of the heat insulating material is formed on the surface of the hard base member (metal material is also possible). By laminating the materials, heat transfer between the power element and the valve body can be restricted, and the occurrence of hunting can be suppressed.
In addition, various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention.
10 膨張弁
11 弁本体
12 円筒部
12a カシメ部
20 入口ポート
24 弁室
25 弁座
26 弁孔
28 出口ポート
30 戻り通路
31 連通穴
40 弁部材
42 支持部材
44 コイルスプリング
50 プラグ
60 弁棒
64 シール部材
100、500、700 パワーエレメント
110、510、710 上蓋部材
112、512、712 圧力作動室
120、520、720 受け部材
130、530、730 ダイアフラム
140、540、740 ストッパ部材
160、260 パワーエレメント取付部
170 空隙
360 外装部材
460、660、860 スペーサ
470 凹部
DESCRIPTION OF
Claims (3)
入口ポートと、前記入口ポートに連通する弁室と、前記弁室に連通する弁孔と、前記弁孔に連通する出口ポートと、前記弁孔の前記弁室側の開口部に形成された弁座と、パワーエレメント取付部と、を含む弁本体と、
前記弁座に接触配置される弁部材と、
前記パワーエレメントに取り付けられて前記弁部材を駆動する弁棒と、
を備え、
前記受け部材が前記パワーエレメント取付部に取り付けられており、
前記パワーエレメント取付部は、前記弁本体の一部或いは前記弁本体とは別体の部材により構成され前記パワ−エレメントと当接する構造体を含むと共に、前記パワーエレメント取付部の少なくとも一部は、低熱伝達構造として構成され、
前記低熱伝達構造は、前記弁本体とは別体の部材としての円環状のスペーサであり、前記受け部材に対向する側の面に、前記円環状のスペーサの中心側に向けて徐々に厚さが小さくなる形状を備え、
前記円環状のスペーサは、前記受け部材に対向する側の面に、複数の切欠部が形成されている
ことを特徴とする膨張弁。 A power element including an upper lid member, a receiving member, and a diaphragm sandwiched between the upper lid member and the receiving member;
An inlet port, a valve chamber communicating with the inlet port, a valve hole communicating with the valve chamber, an outlet port communicating with the valve hole, and a valve formed at an opening of the valve hole on the valve chamber side A valve body including a seat and a power element mounting portion;
A valve member disposed in contact with the valve seat;
A valve stem attached to the power element to drive the valve member;
With
The receiving member is attached to the power element attaching portion;
The power element mounting portion includes a structure that is configured by a part of the valve main body or a member separate from the valve main body and contacts the power element, and at least a part of the power element mounting portion is is configured as a low heat transfer structure,
The low heat transfer structure is an annular spacer as a member separate from the valve main body, and gradually increases in thickness toward the center side of the annular spacer on the surface facing the receiving member. Has a smaller shape,
The expansion valve according to claim 1, wherein the annular spacer has a plurality of notches formed on a surface facing the receiving member .
ことを特徴とする請求項1に記載の膨張弁。 The expansion valve according to claim 1 , wherein the annular spacer is formed of a heat insulating material.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の膨張弁。 The expansion valve according to claim 1 or 2 , wherein the annular spacer is made of hard rubber.
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